확률적 시나리오 기반 장거리 항공통제 레이더 최적 배치 모형 연구 = A Study on the Stochastic Scenario-Based Optimal Deployment Model for Long-Range Air-Control Radars

국문 초록 (Abstract)

장거리 레이더는 국가 방공망의 핵심 자산으로서 대한민국 전역에 배치되어 24시간 감시 임무를 수행하고 있다. 그러나 장기간 운용으로 인한 노후화와 고장 증가로 인해 교체가 추진되고 있으며, 2024년 신형 장거리 레이더 개발 성공에 따라 2026년부터 기존 장비를 단계적으로 대체할 계획이다. 기존의 배치는 과거의 위협 환경과 기술 수준을 기준으로 선정된 만큼, 같은 위치를 유지할 경우 최신 장비의 성능을 충분히 발휘하기 어렵고 현대의 복잡한 안보 여건을 반영하지 못하는 한계가 존재한다. 특히 대한민국은 산악지형이 많아 저고도 차폐가 빈번하며, 전시에는 적의 타격이나 장비 고장 등 다양한 불확 실성이 존재하므로 이를 고려한 정량적 배치 연구가 필수적이다. 그러나 장거리 항공통제 레이더에 대한 체계적 최적 배치 연구는 아직 미흡한 실정이다. 본 연구는 장거리 레이더 교체를 고려하여 지형정보 기반 가시선 분석, 운용 가용성 시나리오, 그리고 벤더스 분해 기반의 확률적 최적화 기법을 통합한 현실적이고 강건한 배치모형을 제안한다. 먼저 GIS 기반 Viewshed 분석을 통해 후보지별 실제 탐지 가능 구역을 도출하고, 레이더 파괴·고장 확률을 반영한 100개의 가용성 시나리오를 구성하였다. 이후 벤더스 분해를 적용한 2단 계 확률적 최적화 모형을 수립하여 예산 제약 아래서 탐지 부족량을 최소화하는 최적 배치 해를 도출하였다. 또한, 확률 기반 Stochastic 모형과 가용성을 고려하지 않는 Deterministic 모형을 비교함으로써 불확실성 반영이 방공망 안정성을 어떻게 향상시키는지 검증하였다. 본 연구는 향후 장거리 레이더 교체 시 예산·성능·가용성을 균형적으로 고려한 의사결정 지원 도구로 활용될 수 있는 실질적 기초자료를 제공하며, 향후 방공망 설계 단계에서의 정량적 평가 및 정책적 판단에 기여할 수 있다. 주요어 : 장거리 항공통제 레이더, 최적 배치, 가용성 시나리오, 벤더스 분해

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 10
• 1.1. 연구배경 및 목적
• 1.2. 연구방법 및 내용
• 제2장 이론적 배경 및 기존연구 14
• 2.1. 장거리 항공통제 레이더 일반
• 2.2. 지형정보 활용 가시선 분석
• 2.3. 가용성 시나리오 생성
• 2.4. 벤더스 분해(L-shape method)
• 2.5. 기존연구 고찰
• 제3장 수리모형 구축 26
• 3.1. 문제정의
• 3.2. Deterministic 모형
• 3.3. Stochastic 모형
• 3.4. 벤더스 분해 적용
• 3.5. 가중치 설정을 위한 민감도 검증
• 제4장 실험결과 분석 39
• 4.1. Deterministic 모형 실험결과
• 4.2. Stochastic 모형 실험결과
• 4.3. 결과 종합
• 제5장 결론 및 향후 연구방향 49
• 5.1. 연구결과 요약 및 주요 시사점
• 5.2. 연구의 한계와 향후 연구방향
• 참고문헌
• 영문요약